WO2018007320A1 - Luminescence diode and method for producing same - Google Patents

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WO2018007320A1
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layer sequence
sequence
carrier substrate
sequences
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Christoph Rupprich
Andreas Rudolph
Hubert Halbritter
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • Luminescence diode and method for its production The application relates to a light-emitting diode, the
  • An object to be solved is to specify a light-emitting diode which emits radiation in a broad wavelength range. Furthermore, a for the production of the
  • Luminescent diode suitable method can be specified.
  • the light-emitting diode described here is in particular for the emission of radiation in the infrared spectral range
  • Emission of radiation in the wavelength range between about 780 nm and about 1100 nm be provided.
  • Embodiment emits the light emitting diode in the near-infrared spectral range (NIR).
  • NIR near-infrared spectral range
  • the luminescence diode advantageously comprises a carrier substrate on which a first semiconductor layer sequence and a second semiconductor layer sequence Semiconductor layer sequence are arranged side by side.
  • the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence are arranged side by side.
  • semiconductor layer sequences are offset in a lateral direction relative to one another on the carrier substrate
  • the first semiconductor layer sequence has a first active layer which is suitable for emitting radiation having a first dominant wavelength X dom i.
  • Semiconductor layer sequence has a second active layer, which is used to emit radiation with a second active layer
  • the dominant wavelength X dom 2 is suitable.
  • the dominant wavelength X dom i of the first active layer and the dominant wavelength X dom 2 of the second active layer are advantageously different from one another.
  • Emitting wavelengths are arranged side by side on the carrier substrate, a broad-band emission spectrum is advantageously obtained in the far field of the light emitting diode, which contains the radiation of both active layers.
  • the active layers are arranged spatially close to one another, so that the radiation in the far field of the light-emitting diode
  • the first active layer and the second active layer preferably each have an arsenide
  • Compound semiconductor material or an arsenide-phosphide compound semiconductor material Y As with x ⁇ O ⁇ l, O ⁇ y ⁇ l and x + y ⁇ 1, or Al x In y Ga x -yAs n Pi-n with O ⁇ -
  • the active layers of Al x In y Ga x can x ⁇ l, O ⁇ y ⁇ l and x + y ⁇ 1 and 0 -S n ⁇ 1, wherein the first active layer and the second active layer in the
  • Material composition differ from each other. By choosing the material composition for the first active layer and the second active layer, in particular the
  • Dominant wavelengths X dom i, X dom2 be targeted.
  • the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence are thus offset from each other both in the lateral direction and in the vertical direction.
  • the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence are thus offset from each other both in the lateral direction and in the vertical direction.
  • the semiconductor layer sequences are advantageously deposited one above the other.
  • the first and the second semiconductor layer sequence are preferably connected to the carrier substrate by means of a connection layer, in particular a solder layer.
  • the carrier substrate is in particular not equal to
  • the carrier substrate therefore advantageously does not have to be suitable for the epitaxial growth of the semiconductor layer sequences, but instead can be classified according to its mechanical and / or thermal properties, in particular the
  • the carrier substrate may be a semiconductor material such as
  • silicon or germanium or a metal or a metal alloy.
  • solder layer which connects the semiconductor layer sequence to the carrier substrate, the different distances of the semiconductor layer sequences from the carrier substrate are advantageously compensated.
  • the solder layer is in a region between the carrier substrate and the
  • Carrier substrate thicker than in an area between the
  • Carrier substrate and the semiconductor layer sequence with the smaller distance to the carrier substrate.
  • Semiconductor layer sequence can in particular by the
  • Lot für can, for example, each electrical
  • the semiconductor layer sequences are electrically contacted at a side remote from the carrier substrate by a common bonding pad.
  • the common bonding pad may, in particular, have a gap between them
  • the gap can be advantageous in this case with an electric
  • Semiconductor layer sequence are preferably connected in parallel in the light-emitting diode. Thus emit at
  • the light emitting diode in each case both active layers light simultaneously, without having to be connected separately electrically.
  • the parallel connection can be effected in particular by virtue of the fact that the semiconductor layer sequences each have a common contact layer or at least one another electrically, both on the side facing the carrier substrate and on the side remote from the carrier substrate
  • both the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence each have an arrangement of
  • Microprisms wherein the microprisms extend starting from a carrier substrate facing away from the first main surface of the semiconductor layer sequences in the semiconductor layer sequences inside.
  • Luminescence diode in particular a light emitting diode for the infrared spectral range specified. According to at least one embodiment, in the method a first
  • MOVPE metal-organic vapor deposition
  • a second semiconductor layer sequence which has a second active layer suitable for the emission of radiation having a second dominant wavelength X dom 2, is advantageously provided over the first
  • MOVPE metal-organic vapor deposition
  • the second semiconductor layer sequence is removed again in a first region from the first semiconductor layer sequence.
  • This can in particular photolithographically by applying a mask layer and a subsequent
  • the first area is preferably about half as large as the total area of the second
  • Area have an area fraction between 30% and 70% or preferably between 40% and 60% of the total area of the second semiconductor layer sequence.
  • Brightness produced by the LED can be dependent on the emitted wavelength.
  • the brightness of doml and dom2 can be matched to each other for a more homogeneous lighting image .
  • Semiconductor layer sequences are advantageously connected to a carrier substrate at a side remote from the growth substrate. This can be done in particular by means of a solder layer, which preferably has a vertical spacing between the surfaces of the first semiconductor layer sequence facing away from the growth substrate and the second one
  • the solder layer can, in particular, in the first region in which the second
  • solder layer connects the carrier substrate, which in particular has a flat surface, with a stepped surface passing through the side by side
  • the growth substrate is removed from the semiconductor layer sequences.
  • the first semiconductor layer sequence in a second region is removed after the removal of the growth substrate.
  • the second region may in particular be complementary to the first region, ie the first semiconductor layer sequence is preferably removed outside the first region in which the second semiconductor layer sequence was previously removed.
  • the carrier substrate advantageously has the partial
  • Semiconductor layer sequence may be like the previous one
  • an etching stop layer is applied to the first semiconductor layer sequence before the growth of the second semiconductor layer sequence.
  • the etch stop layer is arranged in this case at the interface between the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence.
  • the first semiconductor layer sequence and the second one are based
  • Arsenide compound semiconductor In this case it is
  • the etch stop layer may in particular comprise InGaP.
  • Carrier substrate both in the first semiconductor layer sequence and in the second semiconductor layer sequence each made microprisms, wherein the microprisms
  • microprisms may have the function of positive charge carriers
  • the growth substrate before joining with the Carrier substrate thinned.
  • the thinning of the growth substrate can be carried out in particular by mechanical removal, such as grinding. It has been found to be particularly advantageous, the growth substrate before the
  • Cracks are microscopically and macroscopically visible damage to the semiconductor layer sequences and can lead to defective chips, microcracks are microscopically and macroscopically not visible damage within the semiconductor layers, which lead to increased aging of the later chips.
  • the growth substrate is already thinned with the semiconductor layer sequences before the carrier substrate has been joined, after the connection to the carrier substrate it is advantageously only necessary to remove the remaining part of the growth substrate.
  • the removal of the remaining part of the growth substrate is preferably carried out by means of an etching process, which causes no significant mechanical stress.
  • the semiconductor layer sequences on a side opposite the growth substrate with an auxiliary carrier such as
  • Subcarrier is removed after thinning again.
  • the remaining thickness of the growth substrate after thinning is preferably not more than 260 ⁇ m. This has the Advantage that only a comparatively small thickness must be removed by, for example, an etching process after bonding to the carrier substrate.
  • Etching process required process time is advantageously reduced by the previous mechanical thinning.
  • Figures 1 to 16 is a schematic representation of a
  • FIG. 17 shows a schematic representation of a cross section through a light-emitting diode in accordance with FIG.
  • FIG. 1 schematically shows an intermediate step in an initial example of the method for producing a
  • the first semiconductor layer sequence 1 and the second semiconductor layer sequence 2 have been grown on a growth substrate 10.
  • the first semiconductor layer sequence 1 and the second semiconductor layer sequence 2 can each be based on an arsenide compound semiconductor. "Based on an arsenide compound semiconductor" means in
  • the active epitaxial layer sequence or at least one layer thereof is present context, that the active epitaxial layer sequence or at least one layer thereof
  • Arsenide compound semiconductor material preferably
  • This material does not necessarily have a
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, As), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
  • the semiconductor layer sequences 1, 2 are in particular epitaxially grown on the growth substrate 10, wherein the growth substrate 10 preferably comprises GaAs.
  • Semiconductor layer sequence 2 each have several
  • Semiconductor layer sequence 2 preferably arranged an etch stop layer.
  • the partial layers of the semiconductor layer sequences 1, 2 and the etch stop layer are not shown in detail in FIG. 1 and the following FIGS. 3 to 17 for the sake of simplicity.
  • FIGS. 2A to 2D Semiconductor layer sequence 2 are shown in FIGS. 2A to 2D. In the one shown in Figure 2A
  • the first semiconductor layer sequence 1 starting from the growth substrate, an n-type
  • the second semiconductor layer sequence 2 arranged above has an n-type
  • n-type semiconductor regions 3a, 3b and the p-type semiconductor regions 5a, 5b may each be composed of a plurality of sub-layers and may not necessarily consist exclusively of n-doped layers or p-doped layers, but may be
  • Layers 4a, 4b are preferably suitable for the emission of radiation in the infrared spectral range.
  • the first active layer 4a may have a dominant wavelength X dom i and the second active layer 4b may have a dominant wavelength X dom 2, the dominant wavelengths X dom i and X dom 2 being included in the wavelength range between 780 nm and 1100 nm, and X dom i and X dom 2 are different from each other.
  • Etch stop layer 6 is arranged, which preferably comprises a phosphide compound semiconductor material.
  • the etch stop layer 6 may in particular In x Al y Ga x - include y P, where 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1.
  • the etching stop layer 6 comprises In x Gai_ x P with 0 ⁇ x ⁇ 1.
  • the n-type is in each case in both semiconductor layer sequences 1, 2
  • each of the p-type semiconductor region 5a, 5b may face the growth substrate, as shown in Figure 2B.
  • Polarity are arranged one above the other.
  • the n-type semiconductor region 3a of the first semiconductor layer sequence 1 and the p-type semiconductor region 5b of the second are
  • Semiconductor layer sequence 2 has been removed in a first region 11, for example by photolithographic deposition of a mask and a subsequent etching process.
  • the etching process the preferably between the Semiconductor layer sequences 1, 2 arranged etch stop layer as a stop layer and prevents that in the etching process, the first semiconductor layer sequence 1 is attacked.
  • exposed etch stop layer is then preferably in a separate etching step selectively to the
  • the first region 11 may, for example, have an area which is between 30% and 70%, preferably between 40% and 60%, of the total area of the first semiconductor layer sequence 1. By adjusting the area proportions, the proportion of emitted
  • microprisms 7 In a subsequent intermediate step shown schematically in FIG. 4, in each case an arrangement of microprisms 7 has been advantageously formed in the first semiconductor layer sequence 1 and the second semiconductor layer sequence 2.
  • the microprisms 7 each extend from a surface 8a, 8b facing away from the growth substrate 10
  • microprisms 7 have a cross-section which decreases starting from the surfaces 8a, 8b facing away from the growth substrate 10.
  • the microprisms 7 serve in the finished light emitting diode
  • each area contact metallizations 14a, 14b has been applied.
  • the contact metallizations 14a, 14b are used to make electrical contact with the adjacent semiconductor regions of
  • Step is removed from the first semiconductor layer sequence 1.
  • the thinning of the growth substrate 10 is preferably carried out by a mechanical processing,
  • the thickness of the growth substrate 10 is preferably reduced to a thickness d ⁇ 260 ym.
  • the semiconductor layer sequences 1, 2 have been connected to a support substrate 13 on a side facing away from the growth substrate 10 by means of a connection layer 9 such as a solder layer.
  • a connection layer 9 such as a solder layer.
  • the solder layer 9 preferably contains AuSn, NiSn, Alul, InSn, AuInSn.
  • the carrier substrate 13 may, for example, a
  • Semiconductor material such as germanium or silicon or alternatively a metal or a metal alloy
  • the carrier substrate 13 is electrically conductive.
  • the growth substrate 10 is subsequently removed completely, as shown in FIG. The
  • the removal of the growth substrate 10 may be any one of acts. The removal of the growth substrate 10 may be any one of acts. The removal of the growth substrate 10 may be any one of acts.
  • the growth substrate as in the intermediate step shown in FIG. 6, was already mechanically thinned before the solder layer 9 was produced.
  • the first semiconductor layer sequence 1 has been removed from the second semiconductor layer sequence 2 in a second region 12. This is done, for example, like that
  • exposed etch stop layer is then preferably in a separate etching step selectively to the
  • the first semiconductor layer sequence 2 and the second semiconductor layer sequence 2 at least
  • Semiconductor layer sequences 1, 2 have been separated from each other in particular in the lateral direction.
  • a mesa trench 16 has been formed between the semiconductor layer sequences 1, 2.
  • mesa flanks 17 have been formed on the outer sides of the semiconductor layer sequences 1, 2.
  • a gap of a few ym width, for example, less than 10 ym width, between the Halbeleiter Anlagenenmann 1, 2 be sufficient.
  • the mesa trench 16 and the mesa flanks 17 have each been provided with a passivation layer 18.
  • Passivation layer 18 is preferably one
  • Silicon oxide layer or a silicon nitride layer Silicon oxide layer or a silicon nitride layer.
  • Semiconductor layer sequence 2 each have a bonding pad 19a, 19b applied for electrical contacting.
  • bonding pad 19a, 19b applied for electrical contacting.
  • FIGS. 14A to 14H show the semiconductor layer sequences 1, 2 and the bonding pads 19a, 19b each in a plan view. Different examples for the spatial arrangement of one bonding pad 19a on the first semiconductor layer sequence 1 and one further bonding pad 19b on the second semiconductor layer sequence 2 are shown in FIGS. 14A to 14F.
  • contact webs 20, in each case in addition to the bond pads 19a, 19b, are applied to the semiconductor layer sequences 1, 2, which are each connected to the bond pad 19a, 19b.
  • the contact webs 20 may, for example, a frame around the
  • Radiation exit surfaces of the semiconductor layer sequences 1, 2 be guided around. In this way, in particular, the flow expansion can be improved.
  • semiconductor layer sequences 1, 2 contacted by a common bonding pad 19c. This is particularly advantageous if the semiconductor layer sequences 1, 2 are also on the
  • solder layer 9 for example, by the solder layer 9 and the preferably electrically conductive carrier substrate 13. Die
  • Bond pad 19c can in particular span a gap between the semiconductor layer sequences 1, 2. This is
  • the mesa trench 16 is filled with a preferably electrically insulating filling layer 21 before the bonding pad 19c is applied. This can advantageously further reduce the risk of a short circuit.
  • Embodiment of the light emitting diode 100 is a first embodiment of the light emitting diode 100.
  • At least one further contact layer 22 for the back-side contacting of the semiconductor layer sequences 1, 2 is produced.
  • a backside contact 20 may be applied to the back side of the carrier substrate 13.
  • the light-emitting diode 100 finished in this manner has two adjacent to one another on the carrier substrate 13
  • Emission of radiation in particular in the infrared spectral range between 780 and 1100 nm, are suitable, with the dominant wavelengths in the
  • semiconductor layer sequences 1, 2 contained active layers differ from each other.

Abstract

A luminescence diode (100) for the infrared spectral range is described, comprising – a carrier substrate (13), – a first semiconductor layer sequence (1), which has a first active layer (4a) suitable for emitting radiation having a first dominant wavelength λdom 1, – a second semiconductor layer sequence (2), which has a second active layer (4b) suitable for emitting radiation having a second dominant wavelength λdom2 , wherein – the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) are arranged alongside one another on the carrier substrate (13), and – the dominant wavelength λdom1 of the first active layer (4a) and the dominant wavelength λdom2 of the second active layer (4b) are different from one another. Furthermore, a method for producing the luminescence diode (100) is described.

Description

Beschreibung description
Lumineszenzdiode und Verfahren zu deren Herstellung Die Anmeldung betrifft eine Lumineszenzdiode, die Luminescence diode and method for its production The application relates to a light-emitting diode, the
insbesondere zur Emission im infraroten Spektralbereich vorgesehen ist, und ein Verfahren zur Herstellung der is intended in particular for emission in the infrared spectral range, and a method for producing the
Lumineszenzdiode . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 112 502.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Luminescence diode. This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2016 112 502.4, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Lumineszenzdiode anzugeben, die Strahlung in einem breiten Wellenlängenbereich emittiert. Weiterhin soll ein zur Herstellung der An object to be solved is to specify a light-emitting diode which emits radiation in a broad wavelength range. Furthermore, a for the production of the
Lumineszenzdiode geeignetes Verfahren angegeben werden. Luminescent diode suitable method can be specified.
Diese Aufgaben werden durch eine Lumineszenzdiode und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der These objects are achieved by a light emitting diode and a method according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of
Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Invention are the subject of the dependent claims.
Die hierin beschriebene Lumineszenzdiode ist insbesondere zur Emission von Strahlung im Infrarot-Spektralbereich The light-emitting diode described here is in particular for the emission of radiation in the infrared spectral range
vorgesehen. Insbesondere kann die Lumineszenzdiode zur intended. In particular, the light-emitting diode for
Emission von Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen etwa 780 nm und etwa 1100 nm vorgesehen sein. Bei dieser Emission of radiation in the wavelength range between about 780 nm and about 1100 nm be provided. At this
Ausgestaltung emittiert die Lumineszenzdiode im Nahinfrarot- Spektralbereich (NIR) . Embodiment emits the light emitting diode in the near-infrared spectral range (NIR).
Die Lumineszenzdiode umfasst vorteilhaft ein Trägersubstrat, auf dem eine erste Halbleiterschichtenfolge und eine zweite Halbleiterschichtenfolge nebeneinander angeordnet sind. Die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite The luminescence diode advantageously comprises a carrier substrate on which a first semiconductor layer sequence and a second semiconductor layer sequence Semiconductor layer sequence are arranged side by side. The first semiconductor layer sequence and the second
Halbleiterschichtenfolge sind mit anderen Worten in lateraler Richtung versetzt zueinander auf dem Trägersubstrat  In other words, semiconductor layer sequences are offset in a lateral direction relative to one another on the carrier substrate
angeordnet. Vorzugsweise überlappen sich die erste arranged. Preferably, the first overlap
Halbleiterschichtenfolge und die zweite Semiconductor layer sequence and the second
Halbleiterschichtenfolge in lateraler Richtung nicht. Semiconductor layer sequence in the lateral direction not.
Die erste Halbleiterschichtenfolge weist eine erste aktive Schicht auf, die zur Emission von Strahlung mit einer ersten dominanten Wellenlänge Xdomi geeignet ist. Die zweite The first semiconductor layer sequence has a first active layer which is suitable for emitting radiation having a first dominant wavelength X dom i. The second
Halbleiterschichtenfolge weist eine zweite aktive Schicht auf, die zur Emission von Strahlung mit einer zweiten Semiconductor layer sequence has a second active layer, which is used to emit radiation with a second active layer
dominanten Wellenlänge Xdom2 geeignet ist. Hierbei sind die dominante Wellenlänge Xdomi der ersten aktiven Schicht und die dominante Wellenlänge Xdom2 der zweiten aktiven Schicht vorteilhaft voneinander verschieden. dominant wavelength X dom 2 is suitable. Here, the dominant wavelength X dom i of the first active layer and the dominant wavelength X dom 2 of the second active layer are advantageously different from one another.
Dadurch, dass bei der Lumineszenzdiode die Due to the fact that in the case of the light-emitting diode
Halbleiterschichtenfolgen mit der ersten aktiven Schicht und der zweiten aktiven Schicht, welche unterschiedliche Semiconductor layer sequences with the first active layer and the second active layer, which are different
Wellenlängen emittieren, nebeneinander auf dem Trägersubstrat angeordnet sind, wird im Fernfeld der Lumineszenzdiode vorteilhaft ein breitbandiges Emissionsspektrum erzielt, welches die Strahlung beider aktiver Schichten enthält. Durch die Anordnung auf dem gemeinsamen Trägersubstrat sind die aktiven Schichten räumlich nahe beieinander angeordnet, so dass die Abstrahlung im Fernfeld der Lumineszenzdiode Emitting wavelengths, are arranged side by side on the carrier substrate, a broad-band emission spectrum is advantageously obtained in the far field of the light emitting diode, which contains the radiation of both active layers. As a result of the arrangement on the common carrier substrate, the active layers are arranged spatially close to one another, so that the radiation in the far field of the light-emitting diode
vorteilhaft homogen ist. Im Vergleich zur Realisierung einer breitbandigen Abstrahlung durch separat voneinander is advantageously homogeneous. Compared to the realization of a broadband radiation by separately from each other
angeordnete einzelne Lumineszenzdioden ist die hier arranged single light-emitting diodes is the here
beschriebene Lumineszenzdiode besonders platzsparend und kostengünstig . Die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht weisen vorzugsweise jeweils ein Arsenid-described light-emitting diode particularly space-saving and inexpensive. The first active layer and the second active layer preferably each have an arsenide
Verbindungshalbleitermaterial oder ein Arsenid-Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial auf. Insbesondere können die aktiven Schichten AlxInyGai-x-yAs mit O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1 oder AlxInyGai-x-yAsnPi-n mit O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1 sowie 0 -S n < 1 aufweisen, wobei sich die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in der Compound semiconductor material or an arsenide-phosphide compound semiconductor material. Y As with x ^ O ^ l, O ^ y ^ l and x + y <1, or Al x In y Ga x -yAs n Pi-n with O ^ - In particular, the active layers of Al x In y Ga x can x ^ l, O ^ y ^ l and x + y <1 and 0 -S n <1, wherein the first active layer and the second active layer in the
Materialzusammensetzung voneinander unterscheiden. Durch die Wahl der Materialzusammensetzung für die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht können insbesondere die Material composition differ from each other. By choosing the material composition for the first active layer and the second active layer, in particular the
dominanten Wellenlängen Xdomi , Xdom2 gezielt eingestellt werden. Vorzugsweise ist 780 nm < Xdomi , Xdom2 - 1100 nm mit Xdomi Xdom2. Dominant wavelengths X dom i, X dom2 be targeted. Preferably, 780 nm <X d omi, Xdom2 - 1100 nm with Xdomi Xdom2.
Gemäß einer Ausgestaltung der Lumineszenzdiode sind die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite According to one embodiment of the light-emitting diode, the first semiconductor layer sequence and the second
Halbleiterschichtenfolge in vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet. Die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge sind also sowohl in lateraler Richtung als auch in vertikaler Richtung zueinander versetzt. Insbesondere weisen die erste  Semiconductor layer sequence in the vertical direction offset from one another. The first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence are thus offset from each other both in the lateral direction and in the vertical direction. In particular, the first
Halbleiterschichtenfolge und die zweite Semiconductor layer sequence and the second
Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche vertikale Abstände zum Trägersubstrat auf. Der unterschiedliche vertikale Semiconductor layer sequence on different vertical distances from the carrier substrate. The different vertical
Abstand der Halbleiterschichtenfolgen zum Trägersubstrat kann aus dem im Folgenden noch näher beschriebenen Distance of the semiconductor layer sequences to the carrier substrate can be described in more detail below
Herstellungsverfahren der Lumineszenzdiode resultieren, bei dem die Halbleiterschichtenfolgen vorteilhaft übereinander abgeschieden werden. Die erste und die zweite Halbleiterschichtenfolge sind vorzugsweise mittels einer Verbindungsschicht, insbesondere einer Lotschicht, mit dem Trägersubstrat verbunden. Das Trägersubstrat ist insbesondere nicht gleich dem Production method of the light emitting diode result, in which the semiconductor layer sequences are advantageously deposited one above the other. The first and the second semiconductor layer sequence are preferably connected to the carrier substrate by means of a connection layer, in particular a solder layer. The carrier substrate is in particular not equal to
Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolgen, sondern wird vorteilhaft erst nach der Herstellung der Growth substrate of the semiconductor layer sequences, but is advantageous only after the preparation of the
Halbleiterschichtenfolgen mit diesen verbunden. Das Semiconductor layer sequences associated with these. The
Trägersubstrat muss somit vorteilhaft nicht zum epitaktischen Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolgen geeignet sein, sondern kann vielmehr nach seinen mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften wie insbesondere der The carrier substrate therefore advantageously does not have to be suitable for the epitaxial growth of the semiconductor layer sequences, but instead can be classified according to its mechanical and / or thermal properties, in particular the
Wärmeleitfähigkeit oder dem thermischen Thermal conductivity or the thermal
Ausdehnungskoeffizienten ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Trägersubstrat ein Halbleitermaterial wie  Expansion coefficients are selected. For example, the carrier substrate may be a semiconductor material such as
beispielsweise Silizium oder Germanium, oder ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen. For example, silicon or germanium, or a metal or a metal alloy.
Durch eine Lotschicht, welche die Halbleiterschichtenfolge mit dem Trägersubstrat verbindet, werden vorteilhaft die verschiedenen Abstände der Halbleiterschichtenfolgen von dem Trägersubstrat kompensiert. Beispielsweise ist die Lotschicht in einem Bereich zwischen dem Trägersubstrat und der By means of a solder layer, which connects the semiconductor layer sequence to the carrier substrate, the different distances of the semiconductor layer sequences from the carrier substrate are advantageously compensated. For example, the solder layer is in a region between the carrier substrate and the
Halbleiterschichtenfolge mit dem größeren Abstand zum Semiconductor layer sequence with the greater distance to the
Trägersubstrat dicker als in einem Bereich zwischen dem Carrier substrate thicker than in an area between the
Trägersubstrat und der Halbleiterschichtenfolge mit dem geringeren Abstand zum Trägersubstrat. Carrier substrate and the semiconductor layer sequence with the smaller distance to the carrier substrate.
Die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite The first semiconductor layer sequence and the second
Halbleiterschichtenfolge können insbesondere durch die Semiconductor layer sequence can in particular by the
Lotschicht elektrisch miteinander verbunden sein. Die Lotschicht be electrically connected to each other. The
Lotschicht kann beispielsweise jeweils eine elektrische  Lotschicht can, for example, each electrical
Verbindung zu einem Kontakt der Halbleiterschichtenfolgen herstellen, welcher dem Trägersubstrat zugewandt ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halbleiterschichtenfolgen an einer vom Trägersubstrat abgewandten Seite durch ein gemeinsames Bondpad elektrisch kontaktiert. In diesem Fall kann das gemeinsame Bondpad insbesondere einen Zwischenraum zwischen den Establish connection to a contact of the semiconductor layer sequences, which faces the carrier substrate. According to an advantageous embodiment, the semiconductor layer sequences are electrically contacted at a side remote from the carrier substrate by a common bonding pad. In this case, the common bonding pad may, in particular, have a gap between them
Halbleiterschichtenfolgen überspannen. Der Zwischenraum kann in diesem Fall vorteilhaft mit einem elektrischen  Span semiconductor layer sequences. The gap can be advantageous in this case with an electric
isolierenden Material aufgefüllt sein. be filled with insulating material.
Die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite The first semiconductor layer sequence and the second
Halbleiterschichtenfolge sind bei der Lumineszenzdiode vorzugsweise parallel geschaltet. Somit emittieren beim Semiconductor layer sequence are preferably connected in parallel in the light-emitting diode. Thus emit at
Betrieb der Lumineszenzdiode jeweils beide aktiven Schichten gleichzeitig Licht, ohne separat elektrisch angeschlossen werden zu müssen. Die Parallelschaltung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Halbleiterschichtenfolgen sowohl an der dem Trägersubstrat zugewandten Seite als auch an der vom Trägersubstrat abgewandten Seite jeweils eine gemeinsame Kontaktschicht oder zumindest elektrisch miteinander Operation of the light emitting diode in each case both active layers light simultaneously, without having to be connected separately electrically. The parallel connection can be effected in particular by virtue of the fact that the semiconductor layer sequences each have a common contact layer or at least one another electrically, both on the side facing the carrier substrate and on the side remote from the carrier substrate
verbundene Kontaktschichten aufweisen. having connected contact layers.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen sowohl die erste Halbleiterschichtenfolge als auch die zweite Halbleiterschichtenfolge jeweils eine Anordnung von According to a further advantageous embodiment, both the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence each have an arrangement of
Mikroprismen auf, wobei sich die Mikroprismen ausgehend von einer dem Trägersubstrat abgewandten ersten Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolgen in die Halbleiterschichtenfolgen hinein erstrecken. Vorzugsweise verkleinert sich ein  Microprisms, wherein the microprisms extend starting from a carrier substrate facing away from the first main surface of the semiconductor layer sequences in the semiconductor layer sequences inside. Preferably, a shrinking
Querschnitt der Mikroprismen ausgehend von der ersten Cross section of the microprisms starting from the first
Hauptfläche in vertikaler Richtung. Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Main surface in the vertical direction. It is still a process for producing a
Lumineszenzdiode, insbesondere einer Lumineszenzdiode für den infraroten Spektralbereich, angegeben. Gemäß zumindest einer Ausgestaltung wird bei dem Verfahren eine erste Luminescence diode, in particular a light emitting diode for the infrared spectral range specified. According to at least one embodiment, in the method a first
Halbleiterschichtenfolge, die eine zur Emission von Strahlung mit einer ersten dominanten Wellenlänge Xdomi geeignete erste aktive Schicht aufweist, auf ein Aufwachssubstrat A semiconductor layer sequence having a first active layer suitable for emitting radiation having a first dominant wavelength X dom i onto a growth substrate
aufgewachsen. Das Aufwachsen erfolgt insbesondere durch ein epitaktisches Verfahren wie zum Beispiel Metall-organische Gasphasenabscheidung (MOVPE) . grew up. In particular, growth is achieved by an epitaxial process, such as metal-organic vapor deposition (MOVPE).
In einem weiteren Verfahrensschritt wird vorteilhaft eine zweite Halbleiterschichtenfolge, die eine zur Emission von Strahlung mit einer zweiten dominanten Wellenlänge Xdom2 geeignete zweite aktive Schicht aufweist, über der erstenIn a further method step, a second semiconductor layer sequence, which has a second active layer suitable for the emission of radiation having a second dominant wavelength X dom 2, is advantageously provided over the first
Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen. Das Aufwachsen erfolgt wie im Fall der ersten Halbleiterschichtenfolge insbesondere durch ein epitaktisches Verfahren wie zum Beispiel Metall¬ organische Gasphasenabscheidung (MOVPE) . Grown up semiconductor layer sequence. The growth takes place, as in the case of the first semiconductor layer sequence, in particular by an epitaxial process such as, for example, metal-organic vapor deposition (MOVPE).
Nachfolgend wird die zweite Halbleiterschichtenfolge in einem ersten Bereich von der ersten Halbleiterschichtenfolge wieder entfernt. Dies kann insbesondere fotolithografisch durch Aufbringen einer Maskenschicht und einen anschließenden Subsequently, the second semiconductor layer sequence is removed again in a first region from the first semiconductor layer sequence. This can in particular photolithographically by applying a mask layer and a subsequent
Ätzprozess erfolgen. Der erste Bereich ist vorzugsweise etwa halb so groß wie die Gesamtfläche der zweiten Etching process done. The first area is preferably about half as large as the total area of the second
Halbleiterschichtenfolge. Beispielsweise kann der erste Semiconductor layer sequence. For example, the first
Bereich einen Flächenanteil zwischen 30 % und 70 % oder vorzugsweise zwischen 40 % und 60 % an der Gesamtfläche der zweiten Halbleiterschichtenfolge aufweisen. Die von der Area have an area fraction between 30% and 70% or preferably between 40% and 60% of the total area of the second semiconductor layer sequence. The of the
Lumineszenzdiode erzeugte Helligkeit kann von der emittierten Wellenlänge abhängig sein. Durch die Einstellung der jeweiligen Flächenanteile kann die Helligkeit von doml und dom2 für ein homogeneres Leuchtbild aufeinander abgestimmt werden. Brightness produced by the LED can be dependent on the emitted wavelength. By hiring the In each case, the brightness of doml and dom2 can be matched to each other for a more homogeneous lighting image .
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die In a subsequent process step, the
Halbleiterschichtenfolgen an einer vom Aufwachssubstrat abgewandten Seite vorteilhaft mit einem Trägersubstrat verbunden. Dies kann insbesondere mittels einer Lotschicht erfolgen, welche vorzugsweise einen vertikalen Abstand zwischen den vom Aufwachssubstrat abgewandten Oberflächen der ersten Halbleiterschichtenfolge und der zweiten Semiconductor layer sequences are advantageously connected to a carrier substrate at a side remote from the growth substrate. This can be done in particular by means of a solder layer, which preferably has a vertical spacing between the surfaces of the first semiconductor layer sequence facing away from the growth substrate and the second one
Halbleiterschichtenfolge kompensiert. Die Lotschicht kann insbesondere in dem ersten Bereich, in dem die zweite  Semiconductor layer sequence compensated. The solder layer can, in particular, in the first region in which the second
Halbleiterschichtenfolge entfernt wurde, eine größere Dicke als in einem zweiten Bereich, in dem die zweite Semiconductor layer sequence was removed, a greater thickness than in a second region in which the second
Halbleiterschichtenfolge nicht von der Semiconductor layer sequence not from the
Halbleiterschichtenfolge entfernt wurde, aufweisen. Mit anderen Worten verbindet die Lotschicht das Trägersubstrat, das insbesondere eine ebene Oberfläche aufweist, mit einer gestuften Oberfläche, die durch die nebeneinander  Semiconductor layer sequence has been removed. In other words, the solder layer connects the carrier substrate, which in particular has a flat surface, with a stepped surface passing through the side by side
angeordneten Halbleiterschichtenfolgen ausgebildet wird. arranged semiconductor layer sequences is formed.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Aufwachssubstrat von den Halbleiterschichtenfolgen entfernt. Dies kann In a further method step, the growth substrate is removed from the semiconductor layer sequences. This can
beispielsweise durch einen Ätzprozess, durch einen for example, by an etching process, by a
mechanischen Prozess wie zum Beispiel Schleifen, oder durch eine Kombination solcher Prozesse erfolgen. Durch das mechanical process such as grinding, or by a combination of such processes. By the
Entfernen des Aufwachssubstrats wird vorteilhaft die erste Halbleiterschichtenfolge an der ursprünglich dem Removing the growth substrate is advantageously the first semiconductor layer sequence at the originally the
Aufwachssubstrat zugewandten Fläche freigelegt. Das Freilegen der ersten Halbleiterschichtenfolge durch Entfernen des Growth substrate facing surface exposed. The exposure of the first semiconductor layer sequence by removing the
Aufwachssubstrats ermöglicht es insbesondere, die erste Growth substrate allows in particular, the first
Halbleiterschichtenfolge in einem nachfolgenden Semiconductor layer sequence in a subsequent
Verfahrensschritte teilweise zu entfernen. Insbesondere wird die erste Halbleiterschichtenfolge in einem zweiten Bereich, der lateral von dem ersten Bereich versetzt ist, nach dem Entfernen des Aufwachssubstrats entfernt. Der zweite Bereich kann insbesondere komplementär zum ersten Bereich sein, d.h. die erste Halbleiterschichtenfolge wird vorzugsweise außerhalb des ersten Bereichs, in dem zuvor die zweite Halbleiterschichtenfolge entfernt wurde, entfernt. Das Trägersubstrat weist vorteilhaft nach dem teilweisen Partially remove process steps. In particular, the first semiconductor layer sequence in a second region, which is offset laterally from the first region, is removed after the removal of the growth substrate. The second region may in particular be complementary to the first region, ie the first semiconductor layer sequence is preferably removed outside the first region in which the second semiconductor layer sequence was previously removed. The carrier substrate advantageously has the partial
Entfernen der ersten Halbleiterschichtenfolge einen ersten Bereich auf, in dem nur die erste Halbleiterschichtenfolge vorhanden ist, und einen lateral davon versetzten zweiten Bereich, in dem nur die zweite Halbleiterschichtenfolge vorhanden ist. Das teilweise Entfernen der ersten Removing the first semiconductor layer sequence on a first region in which only the first semiconductor layer sequence is present, and a laterally offset therefrom second region in which only the second semiconductor layer sequence is present. The partial removal of the first
Halbleiterschichtenfolge kann wie das vorherige teilweiseSemiconductor layer sequence may be like the previous one
Entfernen der zweiten Halbleiterschichtenfolge beispielsweise durch das fotolithografische Aufbringen einer Maskenschicht und einen anschließenden Ätzprozess erfolgen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Aufwachsen der zweiten Halbleiterschichtenfolge eine Ätzstoppschicht auf die erste Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Die Ätzstoppschicht ist in diesem Fall an der Grenzfläche zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge und der zweiten Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Die Removing the second semiconductor layer sequence, for example, by the photolithographic deposition of a mask layer and a subsequent etching process done. In an advantageous embodiment of the method, an etching stop layer is applied to the first semiconductor layer sequence before the growth of the second semiconductor layer sequence. The etch stop layer is arranged in this case at the interface between the first semiconductor layer sequence and the second semiconductor layer sequence. The
Ätzstoppschicht hat den Vorteil, dass beim teilweisen Etch stop layer has the advantage that when partially
Entfernen der zweiten Halbleiterschichtenfolge die erste Halbleiterschichtenfolge im Wesentlichen nicht angegriffen wird, und beim nachfolgenden teilweisen Entfernen der ersten Halbleiterschichtenfolge die zweite Halbleiterschichtenfolge im Wesentlichen nicht angegriffen wird. Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens basieren die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Removing the second semiconductor layer sequence, the first semiconductor layer sequence is not attacked substantially, and in the subsequent partial removal of the first semiconductor layer sequence, the second semiconductor layer sequence is not attacked substantially. In one embodiment of the method, the first semiconductor layer sequence and the second one are based
Halbleiterschichtenfolge vorteilhaft jeweils auf einem  Semiconductor layer sequence advantageously each on one
Arsenidverbindungshalbleiter . In diesem Fall ist es Arsenide compound semiconductor. In this case it is
vorteilhaft, wenn die Ätzstoppschicht ein Phosphid-advantageous when the etch stop layer is a phosphide
Verbindungshalbleitermaterial enthält. Die Ätzstoppschicht kann insbesondere InGaP aufweisen. Contains compound semiconductor material. The etch stop layer may in particular comprise InGaP.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden vor dem verbinden der Halbleiterschichtenfolgen mit dem In a further advantageous embodiment, before connecting the semiconductor layer sequences with the
Trägersubstrat sowohl in der ersten Halbleiterschichtenfolge als auch in der zweiten Halbleiterschichtenfolge jeweils Mikroprismen hergestellt, wobei sich die Mikroprismen  Carrier substrate both in the first semiconductor layer sequence and in the second semiconductor layer sequence each made microprisms, wherein the microprisms
ausgehend von einer vom Aufwachssubstrat abgewandten ersten Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolgen in die starting from a first main surface of the semiconductor layer sequences facing away from the growth substrate in the
Halbleiterschichtenfolgen hinein erstrecken, und wobei sich ein Querschnitt der Mikroprismen ausgehend von der ersten Hauptfläche verkleinert. Durch die Anordnung der Mikroprismen in den Halbleiterschichtenfolgen kann vorteilhaft die  Extend semiconductor layer sequences into it, and wherein a cross section of the microprisms decreases from the first main surface. Due to the arrangement of the microprisms in the semiconductor layer sequences can advantageously the
Stromaufweitung auf der p-Seite der Halbleiterschichtenfolge begrenzt, die Strahlungsauskopplung verbessert und die Current spreading limited on the p-side of the semiconductor layer sequence, improves the radiation extraction and the
Abstrahlung homogenisiert werden. Die Mikroprismen können insbesondere die Funktion haben, positive Ladungsträger Be homogenized radiation. In particular, the microprisms may have the function of positive charge carriers
(Löcher) von Bereichen der Halbleiterschichtenfolge (Holes) of areas of the semiconductor layer sequence
fernzuhalten, in denen Kontaktschichten wie Bondpads oder Kontaktstege zur elektrischen Kontaktierung aufgebracht werden. Bei einer Rekombination der Löcher unterhalb der Kontaktschichten würde ansonsten das emittierte Licht beim Austritt aus der Halbleiterschichtenfolge in den be kept away in which contact layers such as bond pads or contact webs are applied for electrical contact. In a recombination of the holes below the contact layers would otherwise be the emitted light at the exit from the semiconductor layer sequence in the
Kontaktschichten absorbiert werden. Contact layers are absorbed.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aufwachssubstrat vor dem Verbinden mit dem Trägersubstrat gedünnt. Das Dünnen des Aufwachssubstrats kann insbesondere durch mechanische Abtragung wie zum Beispiel Schleifen erfolgen. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, das Aufwachssubstrat bereits vor dem In a further advantageous embodiment of the method, the growth substrate before joining with the Carrier substrate thinned. The thinning of the growth substrate can be carried out in particular by mechanical removal, such as grinding. It has been found to be particularly advantageous, the growth substrate before the
Verbinden mit dem Trägersubstrat zu dünnen, weil die Connect to the carrier substrate to thin, because the
Anwendung mechanischer Prozesse wie zum Beispiel Schleifen nach dem Verbinden mit dem Trägersubstrat zu einer Schädigung des Bauelements führen könnte, beispielsweise zu einer  Using mechanical processes such as grinding after bonding with the carrier substrate could lead to damage to the device, for example to a
Schädigung der Lötverbindung zwischen dem Trägersubstrat und den Halbleiterschichtenfolgen und/oder zur Ausbildung von Rissen oder Microcracks in den Halbleiterschichtenfolgen. Risse sind mikros- und makroskopisch sichtbare Schädigungen der Halbleiterschichtenfolgen und können zu defekten Chips führen, Microcracks sind mikros- und makroskopisch nicht sichtbare Schädigungen innerhalb der Halbleiterschichten, die zu erhöhter Alterung der späteren Chips führen. Damage to the solder joint between the carrier substrate and the semiconductor layer sequences and / or to the formation of cracks or microcracks in the semiconductor layer sequences. Cracks are microscopically and macroscopically visible damage to the semiconductor layer sequences and can lead to defective chips, microcracks are microscopically and macroscopically not visible damage within the semiconductor layers, which lead to increased aging of the later chips.
Wenn dagegen das Aufwachssubstrat bereits vor dem Verbinden des Trägersubstrats mit den Halbleiterschichtenfolgen gedünnt wird, ist es nach dem Verbinden mit dem Trägersubstrat vorteilhaft nur noch erforderlich, den restlichen Teil des Aufwachssubstrats abzutragen. Das Abtragen des restlichen Teils des Aufwachssubstrats erfolgt bevorzugt mittels eines Ätzprozesses, der keine wesentliche mechanische Belastung bewirkt. Beim Dünnen des Aufwachsubstrats durch mechanischeIf, in contrast, the growth substrate is already thinned with the semiconductor layer sequences before the carrier substrate has been joined, after the connection to the carrier substrate it is advantageously only necessary to remove the remaining part of the growth substrate. The removal of the remaining part of the growth substrate is preferably carried out by means of an etching process, which causes no significant mechanical stress. When thinning the growth substrate by mechanical
Abtragung vor dem Verbinden mit dem Trägersubstrat können die Halbleiterschichtenfolgen an einer dem Aufwachssubstrat gegenüberliegenden Seite mit einem Hilfsträger wie Ablation before joining to the carrier substrate, the semiconductor layer sequences on a side opposite the growth substrate with an auxiliary carrier such as
beispielsweise einer Folie verbunden sein, wobei der For example, be connected to a film, wherein the
Hilfsträger nach dem Dünnen wieder entfernt wird. Subcarrier is removed after thinning again.
Die restliche Dicke des Aufwachssubstrats beträgt nach dem Dünnen vorzugsweise nicht mehr als 260 ym. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Verbinden mit dem Trägersubstrat nur noch eine vergleichsweise geringe Dicke durch zum Beispiel einen Ätzprozess abgetragen werden muss. Die für den The remaining thickness of the growth substrate after thinning is preferably not more than 260 μm. This has the Advantage that only a comparatively small thickness must be removed by, for example, an etching process after bonding to the carrier substrate. The for the
Ätzprozess erforderliche Prozesszeit wird durch das vorherige mechanische Dünnen vorteilhaft reduziert. Etching process required process time is advantageously reduced by the previous mechanical thinning.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben aus der Beschreibung der Lumineszenzdiode und umgekehrt. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Further advantageous embodiments of the method will become apparent from the description of the light emitting diode and vice versa. The invention will be described below with reference to
Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 17 näher erläutert.  Embodiments explained in more detail in connection with Figures 1 to 17.
Es zeigen: Show it:
Figuren 1 bis 16 eine schematische Darstellung eines Figures 1 to 16 is a schematic representation of a
Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Herstellung der Lumineszenzdiode anhand von Zwischenschritten, und  Embodiment of the method for producing the light-emitting diode by means of intermediate steps, and
Figur 17 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Lumineszenzdiode gemäß einem FIG. 17 shows a schematic representation of a cross section through a light-emitting diode in accordance with FIG
Ausführungsbeispiel . Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. In Figur 1 ist schematisch ein Zwischenschritt bei einem Ausgangsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer  Embodiment. Identical or equivalent elements are shown in the figures with the same reference numerals. The components shown and the size ratios of the components with each other are not to be considered as true to scale. FIG. 1 schematically shows an intermediate step in an initial example of the method for producing a
Lumineszenzdiode dargestellt, bei dem eine erste Luminescence diode shown in which a first
Halbleiterschichtenfolge 1 und eine zweite Halbleiterschichtenfolge 2 auf ein Aufwachssubstrat 10 aufgewachsen worden sind. Die erste Halbleiterschichtenfolge 1 und die zweite Halbleiterschichtenfolge 2 können jeweils auf einem Arsenidverbindungshalbleiter basieren. „Auf einem Arsenidverbindungshalbleiter basierend" bedeutet im Semiconductor layer sequence 1 and a second Semiconductor layer sequence 2 have been grown on a growth substrate 10. The first semiconductor layer sequence 1 and the second semiconductor layer sequence 2 can each be based on an arsenide compound semiconductor. "Based on an arsenide compound semiconductor" means in
vorliegenden Zusammenhang, dass die aktive Epitaxie- Schichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein present context, that the active epitaxial layer sequence or at least one layer thereof
Arsenidverbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise Arsenide compound semiconductor material, preferably
AlnGamI ni-n-mAs umfasst, wobei 0 < n < 1, 0 < m < 1 und n + m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine Al n Ga m I Ni n - m As, wherein 0 <n <1, 0 <m <1 and n + m <1. This material does not necessarily have a
mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, I n , As) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. have mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it can have one or more dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, As), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
Die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 werden insbesondere epitaktisch auf das Aufwachssubstrat 10 aufgewachsen, wobei das Aufwachssubstrat 10 vorzugsweise GaAs aufweist. The semiconductor layer sequences 1, 2 are in particular epitaxially grown on the growth substrate 10, wherein the growth substrate 10 preferably comprises GaAs.
Die erste Halbleiterschichtenfolge 1 und die zweite The first semiconductor layer sequence 1 and the second
Halbleiterschichtenfolge 2 weisen jeweils mehrere Semiconductor layer sequence 2 each have several
Teilschichten auf. Weiterhin ist zwischen der ersten Sublayers on. Furthermore, between the first
Halbleiterschichtenfolge 1 und der zweiten Semiconductor layer sequence 1 and the second
Halbleiterschichtenfolge 2 vorzugsweise eine Ätzstoppschicht angeordnet. Die Teilschichten der Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 sowie die Ätzstoppschicht sind in Figur 1 und den nachfolgenden Figuren 3 bis 17 zur Vereinfachung nicht im Einzelnen dargestellt. Verschiedene Ausführungsbeispiele des Schichtenstapels aus der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 und der zweiten Semiconductor layer sequence 2 preferably arranged an etch stop layer. The partial layers of the semiconductor layer sequences 1, 2 and the etch stop layer are not shown in detail in FIG. 1 and the following FIGS. 3 to 17 for the sake of simplicity. Various embodiments of the layer stack of the first semiconductor layer sequence 1 and the second
Halbleiterschichtenfolge 2 sind in den Figuren 2A bis 2D dargestellt. Bei dem in Figur 2A gezeigten Semiconductor layer sequence 2 are shown in FIGS. 2A to 2D. In the one shown in Figure 2A
Ausführungsbeispiel weist die erste Halbleiterschichtenfolge 1 ausgehend vom Aufwachssubstrat einen n-Typ Embodiment, the first semiconductor layer sequence 1, starting from the growth substrate, an n-type
Halbleiterbereich 3a, eine erste aktive Schicht 4a und einen p-Typ Halbleiterbereich 5a auf. Die darüber angeordnete zweite Halbleiterschichtenfolge 2 weist einen n-Typ  Semiconductor region 3a, a first active layer 4a and a p-type semiconductor region 5a. The second semiconductor layer sequence 2 arranged above has an n-type
Halbleiterbereich 3b, eine zweite aktive Schicht 4b und einen p-Typ Halbleiterbereich 5b auf. Die n-Typ-Halbleiterbereiche 3a, 3b und die p-Typ-Halbleiterbereiche 5a, 5b können jeweils aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein und müssen nicht notwendigerweise ausschließlich aus n-dotierten Schichten oder p-dotierten Schichten bestehen, sondern können Semiconductor region 3b, a second active layer 4b and a p-type semiconductor region 5b on. The n-type semiconductor regions 3a, 3b and the p-type semiconductor regions 5a, 5b may each be composed of a plurality of sub-layers and may not necessarily consist exclusively of n-doped layers or p-doped layers, but may be
beispielsweise auch eine oder mehrere undotierte Schichten aufweisen . for example, also have one or more undoped layers.
Die vorzugsweise jeweils auf einem The preferably each on one
Arsenidverbindungshalbleitermaterial basierenden aktivenArsenide compound semiconductor material based active
Schichten 4a, 4b sind vorzugsweise zur Emission von Strahlung im Infrarot-Spektralbereich geeignet. Beispielsweise kann die erste aktive Schicht 4a eine dominante Wellenlänge Xdomi und die zweite aktive Schicht 4b eine dominante Wellenlänge Xdom2 aufweisen, wobei die dominanten Wellenlängen Xdomi und Xdom2 im Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 1100 nm enthalten sind und Xdomi und Xdom2 voneinander verschieden sind. Layers 4a, 4b are preferably suitable for the emission of radiation in the infrared spectral range. For example, the first active layer 4a may have a dominant wavelength X dom i and the second active layer 4b may have a dominant wavelength X dom 2, the dominant wavelengths X dom i and X dom 2 being included in the wavelength range between 780 nm and 1100 nm, and X dom i and X dom 2 are different from each other.
Auf der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 ist eine On the first semiconductor layer sequence 1 is a
Ätzstoppschicht 6 angeordnet, die vorzugsweise ein Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial aufweist. Die Ätzstoppschicht 6 kann insbesondere InxAlyGai-x-yP umfassen, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1. Vorzugsweise umfasst die Ätzstoppschicht 6 InxGai_xP mit 0 < x < 1. Etch stop layer 6 is arranged, which preferably comprises a phosphide compound semiconductor material. The etch stop layer 6 may in particular In x Al y Ga x - include y P, where 0 <x <1, 0 < y <1 and x + y <1. Preferably, the etching stop layer 6 comprises In x Gai_ x P with 0 <x <1.
Bei dem in Figur 2A dargestellten Ausführungsbeispiel ist in beiden Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 jeweils der n-Typ In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2A, the n-type is in each case in both semiconductor layer sequences 1, 2
Halbleiterbereich 3a, 3b dem Aufwachssubstrat zugewandt. Semiconductor region 3a, 3b facing the growth substrate.
Alternativ kann auch jeweils der p-Typ Halbleiterbereich 5a, 5b dem Aufwachssubstrat zugewandt sein, wie es in Figur 2B gezeigt ist. Alternatively, each of the p-type semiconductor region 5a, 5b may face the growth substrate, as shown in Figure 2B.
Es ist alternativ auch möglich, dass die It is alternatively also possible that the
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 mit entgegengesetzter Semiconductor layer sequences 1, 2 with opposite
Polarität übereinander angeordnet sind. Beispielsweise sind bei dem in Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel der n- Typ Halbleiterbereich 3a der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 und der p-Typ Halbleiterbereich 5b der zweiten Polarity are arranged one above the other. For example, in the embodiment illustrated in FIG. 2C, the n-type semiconductor region 3a of the first semiconductor layer sequence 1 and the p-type semiconductor region 5b of the second are
Halbleiterschichtenfolge 2 dem Aufwachssubstrat zugewandt, und bei dem in Figur 2D dargestellten Ausführungsbeispiel sind der p-Typ Halbleiterbereich 5a der ersten Semiconductor layer sequence 2 facing the growth substrate, and in the embodiment shown in Figure 2D, the p-type semiconductor region 5a of the first
Halbleiterschichtenfolge 1 und der n-Typ Halbleiterbereich 3b der zweiten Halbleiterschichtenfolge 2 dem Aufwachssubstrat zugewandt . Semiconductor layer sequence 1 and the n-type semiconductor region 3b of the second semiconductor layer sequence 2 facing the growth substrate.
In Figur 3 ist ein nächster Zwischenschritt bei dem In Figure 3 is a next intermediate step in the
Ausführungsbeispiel des Verfahrens dargestellt, wobei hier und in den folgenden Figuren die Teilschichten der Embodiment of the method shown, wherein here and in the following figures, the sub-layers of
Halbleiterschichtenfolge 1, 2 sowie die Ätzstoppschicht zur Vereinfachung wieder nicht gezeigt sind. Bei dem hier dargestellten Zwischenschritt ist die zweite Semiconductor layer sequence 1, 2 and the etching stop layer are not shown again for simplicity. In the intermediate step shown here is the second
Halbleiterschichtenfolge 2 in einem ersten Bereich 11 abgetragen worden, beispielsweise durch fotolithografisches Aufbringen einer Maske und einen anschließenden Ätzprozess. Bei dem Ätzprozess dient die vorzugsweise zwischen den Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 angeordnete Ätzstoppschicht als Stoppschicht und verhindert, dass bei dem Ätzprozess auch die erste Halbleiterschichtenfolge 1 angegriffen wird. Die nach dem teilweisen Entfernen der zweiten Semiconductor layer sequence 2 has been removed in a first region 11, for example by photolithographic deposition of a mask and a subsequent etching process. In the etching process, the preferably between the Semiconductor layer sequences 1, 2 arranged etch stop layer as a stop layer and prevents that in the etching process, the first semiconductor layer sequence 1 is attacked. The after partial removal of the second
Halbleiterschichtfolge 2 in dem ersten Bereich 11 Semiconductor layer sequence 2 in the first region 11
freiliegende Ätzstoppschicht wird vorzugsweise anschließend in einem separaten Ätzschritt selektiv zu den exposed etch stop layer is then preferably in a separate etching step selectively to the
Halbleiterschichtfolgen abgetragen. Der erste Bereich 11 kann beispielsweise eine Fläche aufweisen, die zwischen 30 % und 70 %, bevorzugt zwischen 40 % und 60 % der Gesamtfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 beträgt. Durch Einstellen der Flächenanteile kann der Anteil der emittierten  Semiconductor layer sequences removed. The first region 11 may, for example, have an area which is between 30% and 70%, preferably between 40% and 60%, of the total area of the first semiconductor layer sequence 1. By adjusting the area proportions, the proportion of emitted
Wellenlängen an der gesamten emittierten Strahlung Wavelengths on the total emitted radiation
vorteilhaft gezielt eingestellt werden. be advantageously targeted.
Bei einem nachfolgenden in Figur 4 schematisch dargestellten Zwischenschritt sind in der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 und der zweiten Halbleiterschichtenfolge 2 vorteilhaft jeweils eine Anordnung von Mikroprismen 7 ausgebildet worden. Die Mikroprismen 7 erstrecken sich jeweils von einer dem Aufwachssubstrat 10 abgewandten Oberfläche 8a, 8b der In a subsequent intermediate step shown schematically in FIG. 4, in each case an arrangement of microprisms 7 has been advantageously formed in the first semiconductor layer sequence 1 and the second semiconductor layer sequence 2. The microprisms 7 each extend from a surface 8a, 8b facing away from the growth substrate 10
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 in die Semiconductor layer sequences 1, 2 in the
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 hinein. Hierbei ist es  Semiconductor layer sequences 1, 2 into it. Here it is
vorteilhaft, wenn die Mikroprismen 7 einen Querschnitt aufweisen, der sich ausgehend von den vom Aufwachssubstrat 10 abgewandten Oberflächen 8a, 8b verkleinert. Die Mikroprismen 7 dienen in der fertiggestellten Lumineszenzdiode advantageous if the microprisms 7 have a cross-section which decreases starting from the surfaces 8a, 8b facing away from the growth substrate 10. The microprisms 7 serve in the finished light emitting diode
insbesondere zur Verbesserung der Strahlungsauskopplung und der Homogenität der emittierten Strahlung. in particular for improving the radiation decoupling and the homogeneity of the emitted radiation.
Bei einem weiteren in Figur 5 schematisch dargestellten In another in Figure 5 shown schematically
Zwischenschritt sind auf die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 jeweils bereichsweise Kontaktmetallisierungen 14a, 14b aufgebracht worden. Die Kontaktmetallisierungen 14a, 14b dienen zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zu den angrenzenden Halbleiterbereichen der Intermediate step are on the semiconductor layer sequences 1, 2 each area contact metallizations 14a, 14b has been applied. The contact metallizations 14a, 14b are used to make electrical contact with the adjacent semiconductor regions of
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2. Semiconductor layer sequences 1, 2.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird in einem Zwischenschritt, der in Figur 6 dargestellt ist, das In a preferred variant of the method is in an intermediate step, which is shown in Figure 6, the
Aufwachssubstrat 10 gedünnt, bevor es in einem späteren Growth substrate 10 thinned before it in a later
Verfahrensschritt von der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 entfernt wird. Das Dünnen des Aufwachssubstrats 10 erfolgt vorzugsweise durch eine mechanische Bearbeitung, Step is removed from the first semiconductor layer sequence 1. The thinning of the growth substrate 10 is preferably carried out by a mechanical processing,
beispielsweise durch Schleifen. Bei diesem Zwischenschritt wird die Dicke des Aufwachssubstrats 10 vorzugsweise bis auf eine Dicke d ^ 260 ym reduziert. for example by grinding. In this intermediate step, the thickness of the growth substrate 10 is preferably reduced to a thickness d ^ 260 ym.
Bei einem weiteren in Figur 7 schematisch dargestellten In another shown schematically in Figure 7
Zwischenschritt sind die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 an einer vom Aufwachssubstrat 10 abgewandten Seite mittels einer Verbindungschicht 9 wie beispielsweise einer Lotschicht mit einem Trägersubstrat 13 verbunden worden. Die Höhendifferenz zwischen dem Bereich, in dem die zweite Intermediate step, the semiconductor layer sequences 1, 2 have been connected to a support substrate 13 on a side facing away from the growth substrate 10 by means of a connection layer 9 such as a solder layer. The height difference between the area where the second
Halbleiterschichtenfolge entfernt wurde, und dem Bereich, der noch beide Halbleiterschichtenfolgen aufweist, kann durch die Lotschicht 9 vorteilhaft kompensiert werden. Die Lotschicht 9 enthält vorzugsweise AuSn, NiSn, Auln, InSn, AuInSn.  Semiconductor layer sequence was removed, and the area that still has both semiconductor layer sequences can be compensated by the solder layer 9 advantageous. The solder layer 9 preferably contains AuSn, NiSn, Alul, InSn, AuInSn.
Das Trägersubstrat 13 kann beispielsweise ein The carrier substrate 13 may, for example, a
Halbleitermaterial wie zum Beispiel Germanium oder Silizium oder alternativ ein Metall oder eine Metalllegierung Semiconductor material such as germanium or silicon or alternatively a metal or a metal alloy
aufweisen. Vorzugsweise ist das Trägersubstrat 13 elektrisch leitend . Das Aufwachssubstrat 10 wird nachfolgend, wie in Figur 8 dargestellt, vollständig entfernt. Die exhibit. Preferably, the carrier substrate 13 is electrically conductive. The growth substrate 10 is subsequently removed completely, as shown in FIG. The
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 sind nun um 180° gedreht dargestellt, da nun das Trägersubstrat 13 als Träger  Semiconductor layer sequences 1, 2 are now shown rotated by 180 °, since now the carrier substrate 13 as a carrier
fungiert. Das Entfernen des Aufwachssubstrats 10 kann acts. The removal of the growth substrate 10 may
insbesondere mittels eines Ätzprozess erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass im Vergleich zu mechanischen Verfahren wie zum Beispiel Schleifen keine großen mechanischen Kräfte auf die Lötverbindung einwirken. Zur Reduzierung der Prozesszeit bei dem Ätzprozess ist es vorteilhaft, wenn das Aufwachssubstrat wie bei dem in Figur 6 dargestellten Zwischenschritt bereits vor der Herstellung der Lotschicht 9 mechanisch gedünnt wurde . Bei einem weiteren in Figur 9 dargestellten Zwischenschritt ist die erste Halbleiterschichtenfolge 1 in einem zweiten Bereich 12 von der zweiten Halbleiterschichtenfolge 2 entfernt worden. Dies erfolgt beispielsweise wie das in particular by means of an etching process. This has the advantage that in comparison to mechanical methods such as grinding no large mechanical forces act on the solder joint. In order to reduce the process time in the etching process, it is advantageous if the growth substrate, as in the intermediate step shown in FIG. 6, was already mechanically thinned before the solder layer 9 was produced. In a further intermediate step illustrated in FIG. 9, the first semiconductor layer sequence 1 has been removed from the second semiconductor layer sequence 2 in a second region 12. This is done, for example, like that
vorherige teilweise Entfernen der zweiten previous partial removal of the second
Halbleiterschichtenfolge 2 durch einen fotolithografischenSemiconductor layer sequence 2 by a photolithographic
Prozess, wobei der Ätzprozess vorteilhaft durch eine zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 und der zweiten Process, wherein the etching process advantageously by a between the first semiconductor layer sequence 1 and the second
Halbleiterschichtenfolge 2 enthaltene Ätzstoppschicht gestoppt wird. Die nach dem teilweisen Entfernen der ersten Halbleiterschichtfolge 1 in dem zweiten Bereich 12 Semiconductor layer 2 contained Ätzstoppschicht is stopped. The after partial removal of the first semiconductor layer sequence 1 in the second region 12
freiliegende Ätzstoppschicht wird vorzugsweise anschließend in einem separaten Ätzschritt selektiv zu den exposed etch stop layer is then preferably in a separate etching step selectively to the
Halbleiterschichtfolgen abgetragen . In einem weiteren in Figur 10 schematisch dargestellten Semiconductor layer sequences removed. In a further in Figure 10 shown schematically
Zwischenschritt können die erste Halbleiterschichtenfolge 2 und die zweite Halbleiterschichtenfolge 2 zumindest  Intermediate step, the first semiconductor layer sequence 2 and the second semiconductor layer sequence 2 at least
bereichsweise mit einer auf Aufrauhung 15 versehen werden, wodurch die Strahlungsauskopplung in der Lumineszenzdiode verbessert wird. partially provided with a roughening 15, whereby the radiation decoupling is improved in the light emitting diode.
Bei einem in Figur 11 schematisch dargestellten In a schematically illustrated in Figure 11
Zwischenschritt ist jeweils beispielsweise durch einen Intermediate step is, for example, by one
Ätzprozess eine Mesastruktur in der ersten Etching process a mesa structure in the first
Halbleiterschichtenfolge 1 und der zweiten Semiconductor layer sequence 1 and the second
Halbleiterschichtenfolge 2 erzeugt worden, wodurch die Semiconductor layer sequence 2 has been generated, whereby the
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 insbesondere in lateraler Richtung voneinander getrennt worden sind. Insbesondere ist zwischen den Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 ein Mesagraben 16 ausgebildet worden. Weiterhin sind an den Außenseiten der Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 Mesaflanken 17 ausgebildet worden. Alternativ zu dem dargestellten Mesagraben 16, der sich bis zum Trägersubstrat erstrecken kann, ist es auch möglich, nur die beiden Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 voneinander zu trennen. Hierzu kann ein Spalt von wenigen ym Breite, beispielsweise mit weniger als 10 ym Breite, zwischen den Halbeleiterschichtenfolgen 1, 2 ausreichend sein. Semiconductor layer sequences 1, 2 have been separated from each other in particular in the lateral direction. In particular, a mesa trench 16 has been formed between the semiconductor layer sequences 1, 2. Furthermore, mesa flanks 17 have been formed on the outer sides of the semiconductor layer sequences 1, 2. As an alternative to the illustrated mesa trench 16, which may extend as far as the carrier substrate, it is also possible to separate only the two semiconductor layer sequences 1, 2 from one another. For this purpose, a gap of a few ym width, for example, less than 10 ym width, between the Halbeleiterschichtenfolgen 1, 2 be sufficient.
Bei dem in Figur 12 schematisch dargestellten Zwischenschritt sind der Mesagraben 16 und die Mesaflanken 17 jeweils mit einer Passivierungsschicht 18 versehen worden. Die In the intermediate step shown schematically in FIG. 12, the mesa trench 16 and the mesa flanks 17 have each been provided with a passivation layer 18. The
Passivierungsschicht 18 ist vorzugsweise eine Passivation layer 18 is preferably one
Siliziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht. Silicon oxide layer or a silicon nitride layer.
Bei dem in Figur 13 schematisch dargestellten weiteren In the further schematically shown in Figure 13
Zwischenschritt des Verfahrens sind auf die erste Intermediate step of the procedure are on the first
Halbleiterschichtenfolge 1 und die zweite Semiconductor layer sequence 1 and the second
Halbleiterschichtenfolge 2 jeweils ein Bondpad 19a, 19b zur elektrischen Kontaktierung aufgebracht worden. Hierbei bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Anordnung der Semiconductor layer sequence 2 each have a bonding pad 19a, 19b applied for electrical contacting. Here are different ways to arrange the
Bondpads 19a, 19b auf den Halbleiterschichtenfolgen 1, 2, von denen einige beispielhaft in den folgenden Figuren 14A bis 14H dargestellt sind. Bonding pads 19a, 19b on the semiconductor layer sequences 1, 2, of some of which are illustrated by way of example in the following figures 14A to 14H.
Die Figuren 14A bis 14H zeigen die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 und die Bondpads 19a, 19b jeweils einer Draufsicht. In den Figuren 14A bis 14F sind verschiedene Beispiele zur räumlichen Anordnung von jeweils einem Bondpad 19a auf der ersten Halbleiterschichtenfolge 1 und einem weiteren Bondpad 19b auf der zweiten Halbleiterschichtenfolge 2 dargestellt. Bei dem in Figur 14G dargestellten Beispiel sind zusätzlich zu den Bondpads 19a, 19b jeweils Kontaktstege 20 auf die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 aufgebracht, die jeweils mit dem Bondpad 19a, 19b verbunden sind. Die Kontaktstege 20 können beispielsweise rahmenförmig um die FIGS. 14A to 14H show the semiconductor layer sequences 1, 2 and the bonding pads 19a, 19b each in a plan view. Different examples for the spatial arrangement of one bonding pad 19a on the first semiconductor layer sequence 1 and one further bonding pad 19b on the second semiconductor layer sequence 2 are shown in FIGS. 14A to 14F. In the example shown in FIG. 14G, contact webs 20, in each case in addition to the bond pads 19a, 19b, are applied to the semiconductor layer sequences 1, 2, which are each connected to the bond pad 19a, 19b. The contact webs 20 may, for example, a frame around the
Strahlungsaustrittsflächen der Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 herumgeführt sein. Auf diese Weise lässt sich insbesondere die Stromaufweitung verbessern. Radiation exit surfaces of the semiconductor layer sequences 1, 2 be guided around. In this way, in particular, the flow expansion can be improved.
Bei dem Beispiel der Figur 14H werden vorteilhaft beide In the example of Figure 14H, both are advantageous
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 durch ein gemeinsames Bondpad 19c kontaktiert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 auch auf der Semiconductor layer sequences 1, 2 contacted by a common bonding pad 19c. This is particularly advantageous if the semiconductor layer sequences 1, 2 are also on the
gegenüberliegenden Seite gemeinsam kontaktiert sind, opposite side are contacted together
beispielsweise durch die Lotschicht 9 und das vorzugsweise elektrisch leitende Trägersubstrat 13. Die for example, by the solder layer 9 and the preferably electrically conductive carrier substrate 13. Die
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 können auf diese Weise  Semiconductor layer sequences 1, 2 can in this way
insbesondere parallel geschaltet werden. Das gemeinsame in particular be connected in parallel. The common
Bondpad 19c kann insbesondere einen Zwischenraum zwischen den Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 überspannen. Dies ist Bond pad 19c can in particular span a gap between the semiconductor layer sequences 1, 2. This is
schematisch in den folgenden Figuren 15 und 16 dargestellt. schematically shown in the following figures 15 and 16.
Bei dem in Figur 15 dargestellten Beispiel füllt das In the example shown in FIG. 15, this fills
elektrisch leitende Material des gemeinsamen Bondpads 19c den Mesagraben 16 zwischen den Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 auf und kontaktiert die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 jeweils an deren Oberseiten. Zur Vermeidung eines Kurzschlusses sind das Trägersubstrat 13, die Lotschicht 9 sowie die Seitenflanken der Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 durch die zuvor electrically conductive material of the common bond pad 19c the Mesagraben 16 between the semiconductor layer sequences 1, 2 and contacts the semiconductor layer sequences 1, 2 each at their upper sides. To avoid a short circuit, the carrier substrate 13, the solder layer 9 and the side edges of the semiconductor layer sequences 1, 2 by the previously
aufgebrachte Passivierungsschicht 18 von dem Material des Bondpads 19c elektrisch isoliert. applied passivation layer 18 of the material of the bonding pad 19c electrically isolated.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit einem gemeinsamen Bondpad 19c, die in Figur 16 dargestellt ist, wird der Mesagraben 16 vor dem Aufbringen des Bondpads 19c mit einer vorzugsweise elektrisch isolierenden Füllschicht 21 aufgefüllt. Hierdurch kann das Risiko eines Kurzschlusses vorteilhaft weiter reduziert werden. In a further advantageous embodiment with a common bonding pad 19c, which is shown in FIG. 16, the mesa trench 16 is filled with a preferably electrically insulating filling layer 21 before the bonding pad 19c is applied. This can advantageously further reduce the risk of a short circuit.
Zur Fertigstellung des in Figur 17 dargestellten To complete the illustrated in Figure 17
Ausführungsbeispiels der Lumineszenzdiode 100 wird Embodiment of the light emitting diode 100 is
nachfolgend mindestens eine weitere Kontaktschicht 22 zur rückseitigen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 hergestellt. Beispielsweise kann ein Rückseitenkontakt 20 auf die Rückseite des Trägersubstrats 13 aufgebracht werden. Subsequently, at least one further contact layer 22 for the back-side contacting of the semiconductor layer sequences 1, 2 is produced. For example, a backside contact 20 may be applied to the back side of the carrier substrate 13.
Hierbei ist es möglich, die weitere Kontaktschicht 22 In this case, it is possible for the further contact layer 22
ganzflächig oder strukturiert auf die Rückseite des over the entire surface or structured on the back of the
Trägersubstrats 13 aufzubringen. Apply carrier substrate 13.
Die auf diese Weise fertiggestellte Lumineszenzdiode 100 weist auf dem Trägersubstrat 13 zwei nebeneinander The light-emitting diode 100 finished in this manner has two adjacent to one another on the carrier substrate 13
angeordnete Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 auf, die zur arranged semiconductor layer sequences 1, 2, the
Emission von Strahlung, insbesondere im Infrarot- Spektralbereich zwischen 780 und 1100 nm, geeignet sind, wobei sich die dominanten Wellenlängen der in den Emission of radiation, in particular in the infrared spectral range between 780 and 1100 nm, are suitable, with the dominant wavelengths in the
Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 enthaltenen aktiven Schichten voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann die erste Halbleiterschichtenfolge 1 eine dominante Wellenlänge Xdomi = 850 nm und die zweite Halbleiterschichtenfolge 2 eine Semiconductor layer sequences 1, 2 contained active layers differ from each other. By way of example, the first semiconductor layer sequence 1 may have a dominant wavelength X dom i = 850 nm and the second semiconductor layer sequence 2 a
dominante Wellenlänge Xdom2 = 940 nm aufweisen. Dadurch, dass die Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 nebeneinander auf dem gemeinsamen Trägersubstrat 13 angeordnet sind, ist der dominant wavelength X dom 2 = 940 nm. The fact that the semiconductor layer sequences 1, 2 are arranged side by side on the common carrier substrate 13, is the
Abstand der Emissionspunkte im Vergleich zu nebeneinander angeordneten separat gefertigten Lumineszenzdioden Distance of the emission points in comparison to juxtaposed separately manufactured light-emitting diodes
vergleichsweise gering. Im Fernfeld ergibt sich daher ein breitbandiges Emissionsspektrum, dass die Strahlungsanteile beider aktiver Schichten in den Halbleiterschichtenfolgen 1, 2 enthält. comparatively low. In the far field, therefore, results in a broadband emission spectrum that contains the radiation components of both active layers in the semiconductor layer sequences 1, 2.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the includes
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von  Invention every new feature as well as every combination of
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Features, which includes in particular any combination of features in the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly in the
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Claims or embodiments is given.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 erste Halbleiterschichtenfolge1 first semiconductor layer sequence
2 zweite Halbleiterschichtenfolge2 second semiconductor layer sequence
3a n-Typ-Halbleiterbereich 3a n-type semiconductor region
3b n-Typ-Halbleiterbereich  3b n-type semiconductor region
4a aktive Schicht  4a active layer
4b aktive Schicht  4b active layer
5a p-Typ-Halbleiterbereich  5a p-type semiconductor region
5b p-Typ-Halbleiterbereich  5b p-type semiconductor region
6 ÄtzstoppSchicht  6 etch stop layer
7 Mikroprismen  7 microprisms
8a Oberfläche  8a surface
8b Oberfläche  8b surface
9 Lotschicht  9 solder layer
10 AufwachsSubstrat  10 growth substrate
11 erster Bereich  11 first area
12 zweiter Bereich  12 second area
13 Trägersubstrat  13 carrier substrate
14a Kontaktmetallisierung  14a contact metallization
14b Kontaktmetallisierung  14b contact metallization
15 Aufrauhung  15 roughening
16 Mesagraben  16 mesograbes
17 Mesakante  17 Mesakante
18 Passivierung  18 passivation
19a erstes Bondpad  19a first bondpad
19b zweites Bondpad  19b second bondpad
19c gemeinsames Bondpad  19c common bondpad
20 Kontaktstege  20 contact bridges
21 Füllschicht  21 filling layer
22 Rückseitenkontakt  22 back contact
100 Lumines zenzdiode  100 luminescent diode

Claims

Lumineszenzdiode (100) für den infraroten Light-emitting diode (100) for the infrared
Spektralbereich, umfassend Spectral range, comprising
- ein Trägersubstrat (13),  a carrier substrate (13),
- eine erste Halbleiterschichtenfolge (1), die eine zur Emission von Strahlung mit einer ersten dominanten  a first semiconductor layer sequence (1), one for emission of radiation having a first dominant
Wellenlänge Xdomi geeignete erste aktive Schicht (4a) aufweist, Wavelength X dom i has a suitable first active layer (4a),
- eine zweite Halbleiterschichtenfolge (2), die eine zur Emission von Strahlung mit einer zweiten dominanten Wellenlänge Xdom2 geeignete zweite aktive Schicht (4b) aufweist, wobei a second semiconductor layer sequence (2) having a second active layer (4b) suitable for emission of radiation having a second dominant wavelength X dom 2, wherein
- die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) nebeneinander auf dem  - The first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) side by side on the
Trägersubstrat (13) angeordnet sind, und Carrier substrate (13) are arranged, and
- die dominante Wellenlänge Xdomi der ersten aktiven Schicht (4a) und die dominante Wellenlänge Xdom2 der zweiten aktiven Schicht (4b) voneinander verschieden sind . - The dominant wavelength X dom i of the first active layer (4a) and the dominant wavelength X dom 2 of the second active layer (4b) are different from each other.
Lumineszenzdiode nach Anspruch 1, Light-emitting diode according to Claim 1,
wobei die erste aktive Schicht (4a) und die zweite aktive Schicht (4b) jeweils ein wherein the first active layer (4a) and the second active layer (4b) are each a
Arsenidverbindungshalbleitermaterial aufweisen .  Arsenidverbindungshalbleitermaterial have.
Lumineszenzdiode nach einem der vorhergehenden Luminescence diode according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) in vertikaler wherein the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) in vertical
Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, so dass sie verschiedene vertikale Abstände zum Trägersubstrat (13) aufweisen, Direction are offset from each other so that they have different vertical distances from the carrier substrate (13) have,
und wobei die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) mittels einer and wherein the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) by means of a
Lotschicht (9) mit dem Trägersubstrat (13) verbunden sind, welche die verschiedenen vertikalen Abstände kompensiert . Lotschicht (9) are connected to the carrier substrate (13) which compensates for the different vertical distances.
Lumineszenzdiode nach einem der vorhergehenden Luminescence diode according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) durch die Lotschicht (9) elektrisch miteinander verbunden sind. wherein the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) are electrically connected to one another by the solder layer (9).
Lumineszenzdiode nach einem der vorhergehenden Luminescence diode according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) durch ein wherein the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) by a
gemeinsames Bondpad (19c) elektrisch kontaktiert sind, wobei das gemeinsame Bondpad einen Zwischenraum zwischen den Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) überspannt. common bond pad (19c) are electrically contacted, wherein the common bond pad spans a gap between the semiconductor layer sequences (1, 2).
Lumineszenzdiode nach einem der vorhergehenden Luminescence diode according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) parallel geschaltet sind . wherein the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) are connected in parallel.
Lumineszenzdiode nach einem der vorhergehenden Luminescence diode according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei sowohl die erste Halbleiterschichtenfolge (1) als auch die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) jeweils eine Anordnung von Mikroprismen (7) aufweisen, wobei sich die Mikroprismen (7) ausgehend von einer der dem Trägersubstrat (13) zugewandten Oberfläche (8a, 8b) der Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) in die wherein both the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) each have an array of microprisms (7), wherein the microprisms (7) starting from one of the Carrier substrate (13) facing surface (8a, 8b) of the semiconductor layer sequences (1, 2) in the
Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) hinein erstrecken, und wobei sich ein Querschnitt der Mikroprismen (7)  Semiconductor layer sequences (1, 2) extend into it, and wherein a cross section of the microprisms (7)
ausgehend von der Oberfläche (8a, 8b) verkleinert. starting from the surface (8a, 8b) reduced.
Verfahren zur Herstellung einer Lumineszenzdiode (100) für den infraroten Spektralbereich, umfassend die A method of manufacturing a light emitting diode (100) for the infrared spectral region, comprising
Schritte steps
- Aufwachsen einer ersten Halbleiterschichtenfolge (1), die eine zur Emission von Strahlung mit einer ersten dominanten Wellenlänge Xdomi geeignete erste aktive Growing a first semiconductor layer sequence (1) which has a first active one suitable for emitting radiation having a first dominant wavelength X dom i
Schicht (4a) aufweist, auf ein Aufwachssubstrat (10),Layer (4a), on a growth substrate (10),
- Aufwachsen einer zweiten Halbleiterschichtenfolge (2), die eine zur Emission von Strahlung mit einer zweiten dominanten Wellenlänge Xdom2 geeignete zweite aktive Schicht (4b) aufweist, über der ersten Growing a second semiconductor layer sequence (2) having a second active layer (4b) suitable for emitting radiation having a second dominant wavelength X dom 2 over the first one
Halbleiterschichtenfolge (1), Semiconductor layer sequence (1),
- Entfernen der zweiten Halbleiterschichtenfolge (2) in einem ersten Bereich (11),  Removing the second semiconductor layer sequence (2) in a first region (11),
- Verbinden der Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) an einer vom Aufwachssubstrat (10) abgewandten Seite mit einem Trägersubstrat (13),  Connecting the semiconductor layer sequences (1, 2) on a side facing away from the growth substrate (10) to a carrier substrate (13),
- Entfernen des Aufwachssubstrats (10), und  Removing the growth substrate (10), and
- Entfernen der ersten Halbleiterschichtenfolge (1) in einem zweiten Bereich (12), der lateral von dem ersten Bereich (11) versetzt ist.  - Removing the first semiconductor layer sequence (1) in a second region (12) laterally offset from the first region (11).
Verfahren nach Anspruch 8, Method according to claim 8,
wobei vor dem Aufwachsen der zweiten wherein before growing up the second
Halbleiterschichtenfolge (2) eine Ätzstoppschicht (6) auf die erste Halbleiterschichtendfolge (1) aufgebracht wird . Semiconductor layer sequence (2) an etch stop layer (6) on the first semiconductor layer end sequence (1) applied becomes .
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
wobei die erste Halbleiterschichtenfolge (1) und die zweite Halbleiterschichtenfolge (2) jeweils auf einem wherein the first semiconductor layer sequence (1) and the second semiconductor layer sequence (2) each on a
Arsenidverbindungshalbleitermaterial basieren, und wobei die Ätzstoppschicht (6) ein Arsenidverbindungshalbleitermaterial based, and wherein the etching stop layer (6) a
Phosphidverbindungshalbleitermaterial aufweist . 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,  Phosphide compound semiconductor material has. 11. The method according to any one of claims 8 to 10,
wobei vor dem Verbinden der Halbleiterschichtenfolgen (Im 2) mit dem Trägersubstrat sowohl in der ersten  wherein prior to bonding the semiconductor layer sequences (Im 2) to the carrier substrate both in the first
Halbleiterschichtenfolge (1) als auch in der zweiten Halbleiterschichtenfolge (2) jeweils eine Anordnung von Mikroprismen (7) hergestellt wird, wobei sich die  Semiconductor layer sequence (1) and in the second semiconductor layer sequence (2) in each case an array of microprisms (7) is produced, wherein the
Mikroprismen (7) jeweils ausgehend von einer vom  Microprisms (7) in each case starting from one of
Aufwachssubstrat abgewandten Oberfläche (8a, 8b) der Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) in die  Wax substrate remote surface (8a, 8b) of the semiconductor layer sequences (1, 2) in the
Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) hinein erstrecken, und wobei sich ein Querschnitt der Mikroprismen (7)  Semiconductor layer sequences (1, 2) extend into it, and wherein a cross section of the microprisms (7)
ausgehend von der Oberfläche (8a, 8b) verkleinert.  starting from the surface (8a, 8b) reduced.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, 12. The method according to any one of claims 8 to 11,
wobei das Aufwachssubstrat (10) vor dem Verbinden mit dem Trägersubstrat (13) gedünnt wird.  wherein the growth substrate (10) is thinned prior to bonding to the carrier substrate (13).
13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. The method according to claim 12,
wobei das Dünnen des Aufwachssubstrats (10) durch mechanische Abtragung erfolgt, und wobei das  wherein the thinning of the growth substrate (10) is performed by mechanical abrasion, and wherein the
Aufwachssubstrat (10) nach dem Verbinden der  Growth substrate (10) after connecting the
Halbleiterschichtenfolgen (1, 2) mit dem Trägersubstrat (13) durch einen Ätzprozess entfernt wird. Semiconductor layer sequences (1, 2) with the carrier substrate (13) is removed by an etching process.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, 14. The method according to claim 12 or 13,
wobei eine Dicke des Aufwachssubstrats (10) nach dem Dünnen nicht mehr als 260 ym beträgt.  wherein a thickness of the growth substrate (10) after thinning is not more than 260 μm.
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